Muligheter og utfordringer knyttet til fornybar energiproduksjon på norske gårdsbruk

Sammendrag

Bacheloroppgaven er en del av et større prosjekt i regi av Norsk senter for økologisk landbruk: «Nye løsninger for distribuert fornybar energiproduksjon på Norske gårdsbruk». Formålet med prosjektet er å stimulere til investeringer i miljøteknologi som på en kostnadseffektiv måte kan bidra til å redusere klimagassutslipp fra landbruket. Hensikten med denne bacheloroppgaven er å avdekke muligheter og utfordringer knyttet til bruk av slik teknologi på norske gårdsbruk.

Teknologiene som er tatt for seg i oppgaven er i hovedsak solceller og vindturbiner, der elektrisitetsproduksjonen fra solceller er analysert i to caser. Case 1 tar for seg produksjon på nyfjøset, en driftsbygning på Tingvoll gård. Case 2 tar for seg produksjon på økoparken, som er planlagt å bli et kunnskapssenter for fornybar energi. Denne casen ble inkludert etter ønske fra oppdragsgiver. Her er produksjon av elektrisitet fra biogass tatt med i energiberegningene, da det i dette bygget forelå eksisterende elektrisitetsproduksjon fra en stirlingmotor med tilhørende biogassanlegg. Potensialet for vindproduksjon er ikke beskrevet i casene, da kartleggingen av vindforholdene på Tingvoll gard viste dårlige vindforhold.

I kartleggingen av ressursgrunnlaget for solceller er det brukt data fra lokal målestasjon og PVGIS. I sammenligningen kom det frem at verdiene fra lokal stasjon ga 1 % lavere verdier for årlig solinnstråling sammenlignet med PVGIS. Verdiene fra PVGIS er tilfredsstillende for estimater av årlig produksjon, men om prosjekteringen skal ta høyde for månedsvariasjoner bør lokale verdier bli brukt, da det blant annet i juni, hvor det er høy innstråling, er et avvik på 12 %.

Produksjon fra solcelleanlegg på nyfjøset ble analysert for to anlegg på om lag 7 kWp og 55 kWp. Solcelleanlegget ga en dekningsgrad i mai, juni og juli på 20 % for det minste anlegget og 40 % for det største anlegget, selv om det er nesten 8 ganger større. Norske bønder som først og fremst ønsker å bidra til egen selvforsyning må derfor være bevisste på at et stort solcelleanlegg gir forholdsmessig liten økning i selvforsyning.

Forbruk i primærnæringen og produksjon fra solcelleanlegg passer dårlig overens, siden forbruket på dagtid er lavt når solcellene produserer mest. I tertiærnæringen, i oppgaven representert av v næringsbygget, sammenfaller forbruk og produksjon bedre. Dette ga også utslag i bedre dekningsgrad.

Den økonomiske analysen viste at de små anleggene i casene var mest lønnsomme, da de bruker mest av produsert energi selv. Dette er fordi energi levert på nettet selges til redusert pris i forhold til hva en forbruker må betale for energi levert fra leverandør. For det mest lønnsomme anlegget ble kostnad per produsert kWh i anleggets levetid beregnet til 1,7 NOK.

Det er utført beregninger av spenningsøkning i tilknytningspunktene i begge casene. Beregningene viser at alle anleggene gir en relativ spenningsøkning godt innenfor kravet på ± 10 % avvik fra nominell spenning.

Analysen av potensialet for vindkraft estimerte en brukstid på 1449 timer for den beste vindturbinen. Dette er vesentlig lavere enn brukstiden for vindturbiner i norske vindparker, som ligger på 2500-3000 timer. Vindturbinene produserer også lite sammenlignet med solcelleanleggene dersom investeringskostnadene blir tatt i betraktning. For Tingvoll og steder med tilsvarende vindforhold vil derfor sannsynligvis ikke være hensiktsmessig med vindkraftproduksjon.